第2部分-各章習(xí)題解答24頁(yè)

1、 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-1 第 2 部分 各章習(xí)題解答及自測(cè)題 第 1 章 數(shù)據(jù)庫(kù)概論 1.1 基本內(nèi)容分析 1.1.1 本章的重要概念 （1）DB、DBMS 和 DBS 的定義 （2）數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展階段 人工管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段和高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)階段等各階段的特 點(diǎn)。 （3）數(shù)據(jù)描述 概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)等各階段中數(shù)據(jù)描述的術(shù)語(yǔ)，概念設(shè)計(jì)中實(shí)體間二元 聯(lián)系的描述（1:1，1:N，M:N） 。 （4）數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型的定義，兩類數(shù)據(jù)模型，邏輯模型的形式定義，ER 模型，層次模型、網(wǎng)狀模 型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及

2、聯(lián)系的實(shí)現(xiàn)方式。 （5）DB 的體系結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)，兩級(jí)映像，兩級(jí)數(shù)據(jù)獨(dú)立性，體系結(jié)構(gòu)各個(gè)層次中記錄的聯(lián)系。 （6）DBMS DBMS 的工作模式、主要功能和模塊組成。 （7）DBS DBS 的組成，DBA，DBS 的全局結(jié)構(gòu)，DBS 結(jié)構(gòu)的分類。 1.1.2 本章的重點(diǎn)篇幅 （1）教材 P23 的圖 1.24（四種邏輯數(shù)據(jù)模型的比較） 。 （2）教材 P25 的圖 1.27（DB 的體系結(jié)構(gòu)） 。 （3）教材 P28 的圖 1.29（DBMS 的工作模式） 。 （4）教材 P33 的圖 1.31（DBS 的全局結(jié)構(gòu)） 。 1.2 教材中習(xí)題 1 的解答 1.1 名詞解釋 邏輯數(shù)據(jù)：指程序員或

3、用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式。 物理數(shù)據(jù)：指存儲(chǔ)設(shè)備上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。 聯(lián)系的元數(shù)：與一個(gè)聯(lián)系有關(guān)的實(shí)體集個(gè)數(shù)，稱為聯(lián)系的元數(shù)。 1:1 聯(lián)系：如果實(shí)體集 E1 中每個(gè)實(shí)體至多和實(shí)體集 E2 中的一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，反之 亦然，那么 E1 和 E2 的聯(lián)系稱為“1:1 聯(lián)系” 。 1:N 聯(lián)系：如果實(shí)體集 E1 中每個(gè)實(shí)體可以與實(shí)體集 E2 中任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí) 體有聯(lián)系，而 E2 中每個(gè)實(shí)體至多和 E1 中一個(gè)實(shí)體有聯(lián)系，那么 E1 和 E2 的聯(lián)系是“1:N 聯(lián)系” 。 M:N 聯(lián)系：如果實(shí)體集 E1 中每個(gè)實(shí)體可以與實(shí)體集 E2 中任意個(gè)（零個(gè)或多個(gè)）實(shí) 體有聯(lián)系，反之亦然，那么 E1 和 E2

4、的聯(lián)系稱為“M:N 聯(lián)系” 。 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-2 數(shù)據(jù)模型：能表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的模型稱為“數(shù)據(jù)模型” 。 概念數(shù)據(jù)模型：獨(dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、完全不涉及信息在計(jì)算機(jī)中的表示、反映企業(yè) 組織所關(guān)心的信息結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型。 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型（或邏輯數(shù)據(jù)模型）：與 DBMS 有關(guān)的，直接面向 DB 的邏輯結(jié)構(gòu)、 從計(jì)算機(jī)觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模的數(shù)據(jù)模型。 層次模型：用樹(shù)型（層次）結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為層次模 型。 網(wǎng)狀模型：用有向圖結(jié)構(gòu)表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。 關(guān)系模型：用二維表格表達(dá)實(shí)體集的數(shù)據(jù)模型。 外模式：是用戶用

5、到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。 概念模式：數(shù)據(jù)庫(kù)中全部數(shù)據(jù)的整體邏輯結(jié)構(gòu)的描述。 內(nèi)模式：DB 在物理存儲(chǔ)方面的描述。 外模式/模式映象：用于定義外模式和概念模式之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)性。 模式/內(nèi)模式映象：用于定義概念模式和內(nèi)模式之間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)性。 數(shù)據(jù)獨(dú)立性：應(yīng)用程序和 DB 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立，不受影響。 物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性：在 DB 的物理結(jié)構(gòu)改變時(shí)，盡量不影響應(yīng)用程序。 邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性：在 DB 的邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，盡量不影響應(yīng)用程序。 主語(yǔ)言：編寫(xiě)應(yīng)用程序的語(yǔ)言（如 C 一類高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言） ，稱為主語(yǔ)言。 DDL：定義 DB 三級(jí)結(jié)構(gòu)的語(yǔ)言，稱為 DDL。 DML：對(duì) DB 進(jìn)行查詢和更

6、新操作的語(yǔ)言，稱為 DML。 過(guò)程性語(yǔ)言：用戶編程時(shí)，不僅需要指出“做什么” ，還需要指出“怎么做”的語(yǔ)言。 非過(guò)程性語(yǔ)言：用戶編程時(shí)，只需指出“做什么” ，不需要指出“怎么做”的語(yǔ)言。 DD（數(shù)據(jù)字典）：存放三級(jí)結(jié)構(gòu)定義的 DB，稱為 DD。 DD 系統(tǒng)：管理 DD 的軟件系統(tǒng)，稱為 DD 系統(tǒng)。 1.2 試解釋 DB、DBMS 和 DBS 三個(gè)概念。 答：DB 是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。 DBMS 是位于用戶與 OS 之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問(wèn) DB 的方法。 DBS 是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)硬件

7、、軟 件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 1.3 人工管理階段和文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理各有哪些特點(diǎn)？ 答：人工管理階段主要有四個(gè)特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)不保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)；沒(méi)有專用的軟件對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行管理；只有程序的概念，沒(méi)有文件的概念；數(shù)據(jù)面向程序。 文件系統(tǒng)階段主要有五個(gè)特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)以“文件”形式長(zhǎng)期保存；數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物 理結(jié)構(gòu)有了區(qū)別；文件組織已多樣化；數(shù)據(jù)面向應(yīng)用；對(duì)數(shù)據(jù)的操作以記錄為單位。 1.4 文件系統(tǒng)階段的數(shù)據(jù)管理有些什么缺陷？試舉例說(shuō)明。 答：主要有三個(gè)缺陷：數(shù)據(jù)冗余；數(shù)據(jù)不一致性；數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。 例如學(xué)校里教務(wù)處、財(cái)務(wù)處、保健處建立的文件中都有學(xué)生詳細(xì)資料，譬如聯(lián)系電

8、話， 家庭住址等。這就是“數(shù)據(jù)”冗余；如果某個(gè)學(xué)生搬家，就要修改三個(gè)部門(mén)文件中的數(shù)據(jù)， 否則會(huì)引起同一數(shù)據(jù)在三個(gè)部門(mén)中不一致；產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因是這三個(gè)部門(mén)的文件中數(shù) 據(jù)沒(méi)有聯(lián)系。 1.5 數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫(kù)階段產(chǎn)生的標(biāo)志是哪三件事情？ 答：進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)階段的標(biāo)志是 20 世紀(jì) 60 年代末發(fā)生的三件事件： (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-3 1968 年 IBM 公司研制的 IMS 系統(tǒng)是一個(gè)典型的層次 DBS； 1969 年美國(guó) CODASYL 組織 DBTG 報(bào)告，提出網(wǎng)狀 DBS 的概念； 1970 年美國(guó) IBM 公司的 E.F.Codd 發(fā)表論文，提出關(guān)系模

9、型的思想。 1.6 數(shù)據(jù)庫(kù)階段的數(shù)據(jù)管理有哪些特點(diǎn)？ 答：主要有五個(gè)特點(diǎn)： 采用數(shù)據(jù)模型表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性；為用戶提供了方便的用戶 接口；提供了四個(gè)方面的數(shù)據(jù)控制功能；對(duì)數(shù)據(jù)的操作以數(shù)據(jù)項(xiàng)為單位，增加了系統(tǒng)的靈 活性。 1.7 與“文件”結(jié)構(gòu)相比， “數(shù)據(jù)庫(kù)”結(jié)構(gòu)有些什么不同？ 答：與文件結(jié)構(gòu)相比，數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)主要有下面三點(diǎn)不同： 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。文件由記錄組成，但各文件之間缺乏聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)在磁盤(pán)中 仍以文件形式組織，但這些文件之間有著廣泛的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)用數(shù)據(jù)模型來(lái)描 述，整體結(jié)構(gòu)化。數(shù)據(jù)模型不僅描述數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。 數(shù)據(jù)獨(dú)立性。文件只有

10、設(shè)備獨(dú)立性，而數(shù)據(jù)庫(kù)還具有邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。 訪問(wèn)數(shù)據(jù)的單位。訪問(wèn)文件中的數(shù)據(jù)，以記錄為單位。訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，以數(shù) 據(jù)項(xiàng)（字段）為單位，增加了系統(tǒng)的靈活性。 1.8 什么是數(shù)據(jù)獨(dú)立性？在數(shù)據(jù)庫(kù)中有哪兩級(jí)獨(dú)立性？ 答：數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指應(yīng)用程序與 DB 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立。在物理結(jié)構(gòu)改變時(shí)， 盡量不影響應(yīng)用程序，稱為物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性；在邏輯結(jié)構(gòu)改變時(shí)，盡量不影響應(yīng)用程序， 稱為邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。 1.9 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)各有哪些特點(diǎn)？ 答：DDBS 主要有三個(gè)特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)物理上分布在各地，但邏輯上是一個(gè)整體； 每個(gè)場(chǎng)地既可以執(zhí)行局部應(yīng)用，也可以執(zhí)行全局應(yīng)用； 各地的計(jì)算

11、機(jī)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相連接。 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)系統(tǒng)主要有兩個(gè)特點(diǎn)： 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型能完整地描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能表達(dá)數(shù)據(jù)間嵌套、遞歸的 聯(lián)系。 具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性和繼承性的特點(diǎn)，提高了軟件的可重用性。 1.10 邏輯記錄與物理記錄，邏輯文件與物理文件有些什么聯(lián)系和區(qū)別？ 答：邏輯數(shù)據(jù)是用戶用以操作的數(shù)據(jù)形式，是抽象的概念化數(shù)據(jù)。物理數(shù)據(jù)是實(shí)際存 放在存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)。 邏輯數(shù)據(jù)與物理數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)上可以差別很大，需通過(guò)兩級(jí)映象來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和格式 轉(zhuǎn)換。 從以上的解釋可以看出，邏輯記錄和邏輯文件是用戶在程序中使用的記錄和文件，而 物理記錄和物理文件是指磁盤(pán)上的記錄和文件。邏輯記錄、文件與物理記

12、錄、文件在結(jié)構(gòu)、 組成上有很大的差異，而數(shù)據(jù)管理軟件就是通過(guò)三級(jí)結(jié)構(gòu)兩級(jí)映象來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)與物理 數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換。 1.11 試述 ER 模型、層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷闹饕攸c(diǎn)。 答：ER 模型直接表示實(shí)體類型及實(shí)體間聯(lián)系，與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)關(guān)，充分反映用戶的需 求，用戶容易理解。 層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為樹(shù)結(jié)構(gòu)，記錄之間聯(lián)系通過(guò)指針實(shí)現(xiàn)，查詢較快，但 DML 屬 于過(guò)程化的，操作復(fù)雜。 網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為有向圖，記錄之間聯(lián)系通過(guò)指針實(shí)現(xiàn)，查詢較快，并且容易實(shí) (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-4 現(xiàn) M:N 聯(lián)系，但 DML 屬于過(guò)程化的語(yǔ)言，編程較復(fù)

13、雜。 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為二維表格，容易為初學(xué)者理解。記錄之間聯(lián)系通過(guò)關(guān)鍵碼實(shí)現(xiàn)。 DML 屬于非過(guò)程化語(yǔ)言，編程較簡(jiǎn)單。 面向?qū)ο竽Ｐ湍芡暾枋霈F(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有豐富的表達(dá)能力，能表達(dá)嵌套、 遞歸的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但涉及的知識(shí)面較廣，用戶較難理解，這種模型尚未普及。 1.12 數(shù)據(jù)之間聯(lián)系在各種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型中是怎么實(shí)現(xiàn)的？ 答：在層次、網(wǎng)狀模型中，數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系通過(guò)指針實(shí)現(xiàn)的； 在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)之間聯(lián)系通過(guò)外鍵和主鍵間聯(lián)系實(shí)現(xiàn)的； 在面向?qū)ο竽Ｐ椭?，?shù)據(jù)之間嵌套、遞歸聯(lián)系通過(guò)對(duì)象標(biāo)識(shí)符（OID）實(shí)現(xiàn)的（見(jiàn)第 8 章） 。 1.13 DB 的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)描述了什么問(wèn)題？試詳細(xì)解釋。 答：DB

14、 的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是對(duì)數(shù)據(jù)的三個(gè)抽象級(jí)別，分別從外部（用戶）級(jí)、概念級(jí) 和內(nèi)部級(jí)去觀察數(shù)據(jù)庫(kù)。 外部級(jí)是用戶使用的局部數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)，其描述稱為外模式。 概念級(jí)是 DB 的整體邏輯結(jié)構(gòu)，其描述稱為概念模式。 內(nèi)部級(jí)是 DB 的物理結(jié)構(gòu)，其描述稱為內(nèi)模式。 1.14 試述概念模式在數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)中的重要地位。 答：數(shù)據(jù)按外模式的描述提供給用戶，按內(nèi)模式的描述存儲(chǔ)在磁盤(pán)中，而概念模式提 供了連接這兩級(jí)的相對(duì)穩(wěn)定的中間觀點(diǎn)，并使得兩級(jí)的任何一級(jí)的改變都不受另一級(jí)的牽 制。 1.15 試敘述用戶、DB 的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)、磁盤(pán)上的物理文件之間有些什么聯(lián)系和不同？ 答：用戶、外模式、概念模式、內(nèi)模式和物理文件中

15、的記錄分別稱為用戶記錄、外部 記錄、概念記錄、內(nèi)部記錄和物理記錄。 用戶記錄與外部記錄的結(jié)構(gòu)是一致的，它們之間只是數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。 而外部記錄、概念記錄和內(nèi)部記錄之間的結(jié)構(gòu)可能是不一致的，除了數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題， 還 有格式轉(zhuǎn)換問(wèn)題。 內(nèi)部記錄與物理記錄的結(jié)構(gòu)是一致的，它們之間只是數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。 1.16 數(shù)據(jù)獨(dú)立性與數(shù)據(jù)聯(lián)系這兩個(gè)概念有什么區(qū)別？ 答：數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指應(yīng)用程序和 DB 的數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立，不受影響，對(duì)系統(tǒng)的要求 是“數(shù)據(jù)獨(dú)立性要高” ，而數(shù)據(jù)聯(lián)系是指記錄之間的聯(lián)系，對(duì)系統(tǒng)的要求是“數(shù)據(jù)聯(lián)系密切” 。 1.17 試述 DBMS 的工作模式和主要功能。 答：DBMS 的工作模式有六點(diǎn)： 接

16、受應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)請(qǐng)求和處理請(qǐng)求； 將用戶的數(shù)據(jù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成低層指令； 實(shí)現(xiàn)對(duì) DB 的操作； 從對(duì) DB 的操作中接受查詢結(jié)果； 對(duì)查詢結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理； 將處理結(jié)果返回給用戶。 DBMS 的主要功能有 DB 的定義、操縱、保護(hù)、維護(hù)和數(shù)據(jù)字典等五個(gè)功能。 1.18 試敘述 DBMS 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)功能。 答：包括 DB 的數(shù)據(jù)載入、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、DB 的改組以及性能監(jiān)控等功能。這些功能分 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-5 別由各個(gè)實(shí)用程序完成。 1.19 從模塊結(jié)構(gòu)觀察，DBMS 由哪些部分組成？ 答：DBMS 由兩大部分組成：查詢處理器和存儲(chǔ)管理器。 （解釋略） 1.

17、20 DBS 有哪幾部分組成？其中 DD 有什么作用？ 答：DBS 由 DB、硬件、軟件和 DBA 等四個(gè)部分組成。 （解釋略） 在 DBS 中，DD 是存儲(chǔ)三級(jí)結(jié)構(gòu)描述（即元數(shù)據(jù)）的 DB。DBMS 的所有工作都要以 DD 中的元數(shù)據(jù)為依據(jù)，也就是所有工作都要通過(guò) DD 訪問(wèn) DB。 1.21“元數(shù)據(jù)”與“數(shù)據(jù)”之間有些什么聯(lián)系與區(qū)別？ 答：元數(shù)據(jù)（metadata）是指“數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)” ，即數(shù)據(jù)的描述。DB 中的元數(shù)據(jù)是指三 級(jí)模式結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。 數(shù)據(jù)（data） ，一般是指用戶使用的具體值。 1.22 什么是 DBA？DBA 應(yīng)具有什么素質(zhì)？DBA 的職責(zé)是什么？ 答：DBA 是控制數(shù)據(jù)

18、整體結(jié)構(gòu)的一組人員，負(fù)責(zé) DBS 的正常運(yùn)行，承擔(dān)創(chuàng)建、監(jiān)控 和維護(hù) DB 結(jié)構(gòu)的責(zé)任。 DBA 必須具備下列 4 條素質(zhì)：熟悉企業(yè)全部數(shù)據(jù)的性質(zhì)和用途；對(duì)所有用戶的需求有 充分的了解；對(duì)系統(tǒng)的性能非常熟悉；兼有系統(tǒng)分析員和運(yùn)籌學(xué)專家的品質(zhì)和知識(shí)。 DBA 的主要職責(zé)有 6 點(diǎn)：定義模式；定義內(nèi)模式；與用戶的聯(lián)絡(luò)；定義安全性規(guī)則； 定義完整性規(guī)則；DB 的轉(zhuǎn)儲(chǔ)與恢復(fù)。 1.23 試對(duì) DBS 的全局結(jié)構(gòu)作詳細(xì)解釋。 答：從四個(gè)方面解釋： 數(shù)據(jù)庫(kù)用戶有四類：DBA，專業(yè)用戶，應(yīng)用程序員，終端用戶。 DBMS 的查詢處理器有四個(gè)模塊：DML 編譯器，嵌入型 DML 預(yù)編譯器，DDL 編 譯器，查詢

19、運(yùn)行核心程序。 DBMS 的存儲(chǔ)管理器有四個(gè)模塊：授權(quán)和完整性管理器，事務(wù)管理器，文件管理器， 緩沖區(qū)管理器。 磁盤(pán)存儲(chǔ)器中有五種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)字典，索引文件，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)組織和 日志。 1.24 使用 DBS 的用戶有哪幾類？ 答：（略，見(jiàn)習(xí)題 1.23） 1.25 DBMS 的查詢處理器和存儲(chǔ)管理器各有哪些功能？ 答：（略，見(jiàn)習(xí)題 1.23） 1.26 磁盤(pán)存儲(chǔ)器中有哪五類主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？ 答：（略，見(jiàn)習(xí)題 1.23） 1.27 根據(jù)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS 可分成哪四種?各有什么特點(diǎn)? 答：根據(jù)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS 可分成集中式、C/S 式、并行式和分布式等四種 集中式 DBS

20、 的特點(diǎn)是單點(diǎn)數(shù)據(jù)（DB 集中在一個(gè)場(chǎng)地）單地處理（單個(gè) CPU） 。 C/S 式 DBS 的特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)的功能分放在客戶機(jī)和服務(wù)器上（即功能的分布） ?？蛻魴C(jī) 上專門(mén)實(shí)現(xiàn)前端處理和用戶界面。服務(wù)器上完成事務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制。 并行式 DBS 的特點(diǎn)是使用多個(gè) CPU 和多個(gè)磁盤(pán)進(jìn)行并行操作。 分布式 DBS 的特點(diǎn)是多點(diǎn)數(shù)據(jù)（DB 分布在多個(gè)場(chǎng)地）多點(diǎn)處理（多個(gè) CPU） 。數(shù)據(jù)具有 物理分布性和邏輯整體性特點(diǎn)。系統(tǒng)中事務(wù)有本地事務(wù)（訪問(wèn)本地 DB）和全局事務(wù)（訪問(wèn) 至少兩個(gè)場(chǎng)地的 DB）之分。 1.28 DBS 能產(chǎn)生哪些效益？ 答：DBS 的應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)應(yīng)用深入到社會(huì)的每個(gè)角落。其效

21、益有以下 7 個(gè)方面：靈 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-6 活性，簡(jiǎn)易性，面向用戶，有效的數(shù)據(jù)控制，加快應(yīng)用開(kāi)發(fā)速度，維護(hù)方便，標(biāo)準(zhǔn)化。 1.3 自測(cè)題 1.3.1 填空題 1數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展，與_、_和_有密切的聯(lián)系。 2文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指_獨(dú)立性。 3文件系統(tǒng)的缺陷是：_、_和_。 4就信息處理的方式而言，在文件系統(tǒng)階段，_處于主導(dǎo)地位，_只起 著服從程序設(shè)計(jì)需要的作用；而在數(shù)據(jù)庫(kù)方式下，_占據(jù)了中心位置。 5對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行第一層抽象的模型，稱為_(kāi)模型；對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行第二層抽象 的模型，稱為_(kāi)模型。 6層次模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是_結(jié)構(gòu)；網(wǎng)狀模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是

22、_結(jié)構(gòu)；關(guān)系 模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是_結(jié)構(gòu)；面向?qū)ο竽Ｐ偷臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間可以_。 7在層次、網(wǎng)狀模型中，用_導(dǎo)航數(shù)據(jù)；而在關(guān)系模型中，用_導(dǎo)航數(shù) 據(jù)。 8數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)是對(duì)_的三個(gè)抽象級(jí)別。 9DBMS 為應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)開(kāi)辟的 DB 系統(tǒng)緩沖區(qū)，主要用于_和_。 10在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中，編寫(xiě)應(yīng)用程序的語(yǔ)言仍然是 C 一類高級(jí)語(yǔ)言，這些語(yǔ)言被稱為 _語(yǔ)言。 11在 DB 的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)按_的描述提供給用戶，按_的描 述存儲(chǔ)在磁盤(pán)中，而_提供了連接這兩級(jí)的相對(duì)穩(wěn)定的中間觀點(diǎn)，并使得兩 級(jí)中的任何一級(jí)的改變都不受另一級(jí)的牽制。 12層次、網(wǎng)狀的 DML 屬于_語(yǔ)言，而關(guān)系型 DML 屬于_語(yǔ)言。

23、13DBS 中存放三級(jí)結(jié)構(gòu)定義的 DB 稱為_(kāi)。 14從模塊結(jié)構(gòu)考察，DBMS 由兩大部分組成：_和_。 15DBA 有兩個(gè)很重要的工具：_和_。 16DBS 是_、_、_和_的集合體。 17DBS 的全局結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了其_結(jié)構(gòu)。 18在 DBS 中，DB 在磁盤(pán)上的基本組織形式是_，這樣可以充分利用 OS _的功能。 19根據(jù)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS 可分成四種類型：_、_、_和 _。 20數(shù)據(jù)獨(dú)立性使得修改 DB 結(jié)構(gòu)時(shí)盡量不影響已有的_。 1.3.2 單項(xiàng)選擇題（在備選答案中選出一個(gè)正確答案） 1在 DBS 中，DBMS 和 OS 之間關(guān)系是 A并發(fā)運(yùn)行B相互調(diào)用 COS 調(diào)用 DBMSDD

24、BMS 調(diào)用 OS 2在數(shù)據(jù)庫(kù)方式下，信息處理中占據(jù)中心位置的是 A磁盤(pán)B.程序C.數(shù)據(jù)D.內(nèi)存 3DB 的三級(jí)體系結(jié)構(gòu)是對(duì)_抽象的三個(gè)級(jí)別。 A.存儲(chǔ)器B.數(shù)據(jù)C.程序D. 外存 4DB 的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)中最接近外部存儲(chǔ)器的是 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-7 A.子模式B.外模式C.概念模式D.內(nèi)模式 5DBS 具有“數(shù)據(jù)獨(dú)立性”特點(diǎn)的原因是因?yàn)樵?DBS 中 A.采用磁盤(pán)作為外存B.采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu) C.使用 OS 來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)D.用宿主語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序 6在 DBS 中， “數(shù)據(jù)獨(dú)立性”和“數(shù)據(jù)聯(lián)系”這兩個(gè)概念之間聯(lián)系是 A沒(méi)有必然的聯(lián)系B同時(shí)成立或不成立 C

25、前者蘊(yùn)涵后者D后者蘊(yùn)涵前者 7數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指 A數(shù)據(jù)之間相互獨(dú)立B應(yīng)用程序與 DB 的結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立 C數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立 D數(shù)據(jù)與磁盤(pán)之間相互獨(dú)立 8DB 中數(shù)據(jù)導(dǎo)航是指 A數(shù)據(jù)之間聯(lián)系B數(shù)據(jù)之間指針聯(lián)系 C從已知數(shù)據(jù)找未知數(shù)據(jù)的過(guò)程D數(shù)據(jù)的組合方式 9用戶使用 DML 語(yǔ)句對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，實(shí)際上操作的是 A數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄B內(nèi)模式的內(nèi)部記錄 C外模式的外部記錄D數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)部記錄值 10對(duì) DB 中數(shù)據(jù)的操作分成兩大類： A查詢和更新B檢索和修改 C查詢和修改D插入和修改 1.3.3 問(wèn)答題 1試對(duì)數(shù)據(jù)管理技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段作一詳細(xì)的比較。 2在用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的過(guò)程中，DBM

26、S 起著什么作用？ 3什么是“DB 的系統(tǒng)緩沖區(qū)”？ 4DBS 中有哪些系統(tǒng)軟件？ 1.4 自測(cè)題答案 1.4.1 填空題答案 1硬件 軟件 計(jì)算機(jī)應(yīng)用2設(shè)備 3數(shù)據(jù)冗余 數(shù)據(jù)不一致數(shù)據(jù)聯(lián)系弱4程序設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 5概念 結(jié)構(gòu)（或邏輯）6樹(shù) 有向圖 二維表 嵌套和遞歸 7指針 關(guān)鍵碼（或外鍵與主鍵） 8數(shù)據(jù) 9數(shù)據(jù)的傳輸 格式的轉(zhuǎn)換10宿主語(yǔ)言(或主語(yǔ)言，host language) 11外模式 內(nèi)模式 概念模式12過(guò)程性非過(guò)程性 13數(shù)據(jù)字典（DD）14查詢處理器 存儲(chǔ)管理器 15一系列實(shí)用程序 DD 系統(tǒng)16數(shù)據(jù)庫(kù) 硬件 軟件 DBA 17模塊功能18. 文件管理外存(或文件系統(tǒng)) 19集中

27、式C/S 式并行式分布式20應(yīng)用程序 1.4.2 單項(xiàng)選擇題答案 1D2C3B 4D 5B 6A7B8C 9C10. A (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-8 1.4.3 問(wèn)答題答案 1.答：數(shù)據(jù)管理技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段的詳細(xì)比較見(jiàn)圖 1.1。 人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)階段 時(shí) 間20 世紀(jì) 50 年代60 年代70 年代 環(huán)外存紙帶、卡片、磁帶磁盤(pán)大容量磁盤(pán) 境軟件匯編語(yǔ)言3GL、OSDBMS 計(jì)算機(jī)應(yīng)用科學(xué)計(jì)算進(jìn)入企業(yè)管理企業(yè)管理 數(shù)據(jù)的管理者用戶（程序員）文件系統(tǒng)DBS 數(shù)據(jù)的針對(duì)者面向某一應(yīng)用程序面向某一應(yīng)用面向現(xiàn)實(shí)世界 數(shù)據(jù)的共享程度無(wú)共享共享性差、冗余度

28、大共享性高、冗余度小 數(shù)據(jù)獨(dú)立性無(wú)獨(dú)立性，獨(dú)立性差，有高度的物理獨(dú)立性， 數(shù)據(jù)完全依賴于程序有設(shè)備獨(dú)立性一定的邏輯獨(dú)立性 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化無(wú)結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)化， 整體結(jié)構(gòu)性差用數(shù)據(jù)模型描述 圖 1.1 2答：在用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)的過(guò)程中，DBMS 起著核心的作用，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)三級(jí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 換”的工作。 3答：在應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，DBMS 在內(nèi)存為其開(kāi)辟一個(gè)程序工作區(qū)，稱為“DB 的系 統(tǒng)緩沖區(qū)” 。這個(gè)工作區(qū)主要用于“數(shù)據(jù)的傳輸和格式的轉(zhuǎn)換” 。 4答：DBS 應(yīng)包括 DBMS、OS、宿主語(yǔ)言和應(yīng)用開(kāi)發(fā)支撐軟件等四部分系統(tǒng)軟件。 DBMS 是管理 DB 的軟件系統(tǒng)，但對(duì)硬盤(pán)的管理是由 OS 實(shí)現(xiàn)的，

29、因此 DBS 中應(yīng)包括 DBMS 和 OS 這兩個(gè)主要的系統(tǒng)軟件。 編寫(xiě)應(yīng)用程序仍然是用 C 一類高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，這些語(yǔ)言在 DBS 中稱為宿主語(yǔ)言。 為提高應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)效率，需要像 Dephi、PowerBuilder 一類軟件開(kāi)發(fā)工具（即應(yīng)用開(kāi) 發(fā)支撐軟件）開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。這些軟件屬于 4GL 范疇，可使應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)率提高 20100 倍。 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-9 第 2 章 關(guān)系模型和關(guān)系運(yùn)算理論 2.1 基本內(nèi)容分析 2.1.1 本章重要概念 （1）基本概念 關(guān)系模型，關(guān)鍵碼（主鍵和外鍵） ，關(guān)系的定義和性質(zhì)，三類完整性規(guī)則，ER 模型到 關(guān)

30、系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則，過(guò)程性語(yǔ)言與非過(guò)程性語(yǔ)言。 （2）關(guān)系代數(shù) 五個(gè)基本操作，四個(gè)組合操作，七個(gè)擴(kuò)充操作。 （3）關(guān)系演算 元組關(guān)系演算和域關(guān)系演算的原子公式、公式的定義。關(guān)系演算的安全性和等價(jià)性。 （4）關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的等價(jià)及等價(jià)轉(zhuǎn)換規(guī)則，啟化式優(yōu)化算法。 （5）關(guān)系邏輯 謂詞、原子、規(guī)則和查詢，規(guī)則的安全性，用規(guī)則模擬關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。 2.1.2 本章的重點(diǎn)篇幅 （1）教材中 P56 的例 2.7（關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的應(yīng)用實(shí)例） 。 （2）教材中 P63 的例 2.19（元組表達(dá)式的應(yīng)用實(shí)例） 。 （3）教材中 P81 的例 2.36（關(guān)系邏輯的規(guī)則表示） 。 2.1.3

31、重要內(nèi)容分析 1關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的運(yùn)用技巧 （1）一般規(guī)則 對(duì)于只涉及到選擇、投影、聯(lián)接的查詢可用下列表達(dá)式表示： （RS） 或者 （RS） 對(duì)于否定的操作，一般要用差操作表示，例如“檢索不學(xué) C2 課的學(xué)生姓名”。 對(duì)于檢索具有“全部”特征的操作，一般要用除法操作表示，例如“檢索學(xué)習(xí)全部 課程的學(xué)生姓名”。 （2） “檢索不學(xué) C2 課的學(xué)生姓名”，決不能用下式表示： SNAME，AGE（C#C2（SSC） (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-10 一定要用“差”的形式： SNAME，AGE（S）SNAME，AGE（C#=C2（SSC） （3）“檢索學(xué)習(xí)全部課程的學(xué)生學(xué)

32、號(hào)”，要用 S#，C#（SC）C#（C）表示， 而不能寫(xiě)成S# （SCC#（C）形式。這是因?yàn)橐粋€(gè)學(xué)生學(xué)的課程的成績(jī)可能 是不一樣的。 （4）對(duì)于教材 P56 的例 2.7 的 8 個(gè)查詢語(yǔ)句的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式，考生一定要掌握，這 是基礎(chǔ)。 2非過(guò)程性語(yǔ)言與過(guò)程性語(yǔ)言的區(qū)別 編程時(shí)必須指出“干什么”及“怎么干”的語(yǔ)言，稱為過(guò)程性語(yǔ)言；編程時(shí)只須指出 “干什么” ，不必指出“怎么干”的語(yǔ)言，稱為非過(guò)程性語(yǔ)言。 兩種語(yǔ)言的主要區(qū)別見(jiàn)圖 2.1。 過(guò)程性語(yǔ)言非過(guò)程性語(yǔ)言 編程時(shí)，必須指出“怎么干”編程時(shí)，不必指出“怎么干” 由用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)航由系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)航 單記錄處理方式集合處理方式 屬于 3GL

33、 范疇屬于 4GL 范疇 C 語(yǔ)言，層次、網(wǎng)狀 DML 等關(guān)系 DML，軟件開(kāi)發(fā)工具等 圖 2.1 2.2 教材中習(xí)題 2 的解答 2.1 名詞解釋 關(guān)系模型：用二維表格表示實(shí)體集，外鍵和主鍵表示實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型，稱為 關(guān)系模型。 關(guān)系模式：是對(duì)關(guān)系的描述，包括模式名、諸屬性名、值域名和模式的主鍵。 關(guān)系實(shí)例：關(guān)系模式具體的值，稱為關(guān)系實(shí)例。 屬性：即字段或數(shù)據(jù)項(xiàng)，與二維表中的列對(duì)應(yīng)。屬性個(gè)數(shù)，稱為元數(shù)（arity） 。 域：屬性的取值范圍，稱為域。 元組：即記錄，與二維表中的行對(duì)應(yīng)。元組個(gè)數(shù)，稱為基數(shù)（cardinality） 。 超鍵：能惟一標(biāo)識(shí)元組的屬性或?qū)傩约?，稱為關(guān)系的超鍵。 候

34、選鍵：不含有多余屬性的超鍵，稱為候選鍵。 主鍵：正在使用的、用于標(biāo)識(shí)元組的候選鍵，稱為主鍵。 外鍵：屬性集 F 是模式 S 的主鍵，在模式 R 中也出現(xiàn)，那么稱 F 是模式 R 的外鍵。 實(shí)體完整性規(guī)則：實(shí)體的主鍵值不允許是空值。 參照完整性規(guī)則：依賴關(guān)系中的外鍵值或者為空值，或者是相應(yīng)參照關(guān)系中某個(gè)主 鍵碼。 過(guò)程性語(yǔ)言：編程時(shí)必須給出獲得結(jié)果的操作步驟，即指出“干什么”及“怎么干” 的語(yǔ)言。 非過(guò)程性語(yǔ)言：編程時(shí)，只需指出需要什么信息，不必給出具體的操作步驟，即只 要指出“干什么” ，不必指出“怎么干”的語(yǔ)言。 無(wú)限關(guān)系：指元組個(gè)數(shù)為無(wú)窮多個(gè)的關(guān)系。 無(wú)窮驗(yàn)證：驗(yàn)證公式真假時(shí)需要進(jìn)行無(wú)限次

35、驗(yàn)證。 2.2 在關(guān)系模型中，對(duì)關(guān)系作了哪些規(guī)范性限制？ 答：對(duì)關(guān)系作了一下四個(gè)限制： 屬性值不可分解；沒(méi)有重復(fù)元組；沒(méi)有行序；使用時(shí)有列序。 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-11 2.3 為什么關(guān)系中的元組沒(méi)有先后順序，且不允許有重復(fù)元組？ 答：由于關(guān)系定義為元組的集合，而集合中的元素是沒(méi)有順序的，因此關(guān)系中的元組 也就沒(méi)有先后的順序（對(duì)用戶而言） 。這樣既能減少邏輯排序，又便于在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中引進(jìn) 集合論的理論。 每個(gè)關(guān)系模式都有一個(gè)主鍵，在關(guān)系中主鍵值是不允許重復(fù)的。如果關(guān)系中有重復(fù)元 組，那么其主鍵值肯定相等，起不了惟一標(biāo)識(shí)作用，因此關(guān)系中不允許有重復(fù)元組。

36、2.4 外鍵值何時(shí)允許空？何時(shí)不允許空？ 答：在依賴表中，當(dāng)外鍵是主鍵的組成部分時(shí)，外鍵值不允許空；否則外鍵值允許空。 2.5 笛卡兒積、等值聯(lián)接、自然聯(lián)接三者之間有什么區(qū)別？ 答：笛卡爾積是一個(gè)基本操作，而等值聯(lián)接和自然聯(lián)接是組合操作。 設(shè)關(guān)系 R 的元數(shù)為 r，元組個(gè)數(shù)為 m；關(guān)系 S 的元數(shù)為 s，元組個(gè)數(shù)為 n。 那么，RS 的元數(shù)為 r+s，元組個(gè)數(shù)為 mn； RS 的元數(shù)也是 r+s，但元組個(gè)數(shù)小于等于 mn； RS 的元數(shù)小于等于 r+s，元組個(gè)數(shù)也小于等于 mn； 2.6 設(shè)有關(guān)系 R 和 S： RABCSABC 3673 4 5 257723 723 443 計(jì)算 RS，R-

37、S，RS，RS，3,2（S）,B5(R),R 22 S, R S。 解：RSABCRSABCRSABC 367367723 257257 723443 443 345 RSR.A R.B R.C S.A S.B S.C3，2（S）CB 36 73 4554 36 77 2332 25 73 45 25 77 23 72 33 45 72 37 23 44 33 45 44 37 23 B5（R） ABCRSR.A R.B R.C S.A S.B S.C 723 72 33 45 443 ij 22 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-12 RSABC 723 2.7 設(shè)

38、有關(guān)系 R 和 S： RABSBC abbc cbea debd 計(jì)算 R S，R S，A=C(RS)，S R。 2.8 假設(shè)關(guān)系 U 和 V 分別有 m 個(gè)元組和 n 個(gè)元組，給出下列表達(dá)式中可能的最小和最 大的元組數(shù)量： UV UV UV F(U)V （F 為某個(gè)條件） L(U)V（其中 L 為某屬性集） 解： 操作最小元組數(shù)最大元組數(shù) UV0min(m,n) UVmax(m,n)m+n UV0mn F(U)V0mn L(U)V 0m 2.9 如果 R 是二元關(guān)系，那么下列元組表達(dá)式的結(jié)果是什么？ t|( u)(R(t) R(u) (t1 u1t2 u2) 答：當(dāng) R 的元組數(shù)2 時(shí)，R

39、中每個(gè)元組都存在與之不相同的元組，因此表達(dá)式的結(jié) 果為關(guān)系 R； 當(dāng) R 的元組數(shù)為 0 或 1 時(shí)，表達(dá)式的結(jié)果為空關(guān)系。 2.10 假設(shè) R 和 S 分別是三元和二元關(guān)系，試把表達(dá)式 1,5(2=43=4(RS)轉(zhuǎn)換成 等價(jià)的:漢語(yǔ)查詢句子;元組表達(dá)式;域表達(dá)式。 解： 在關(guān)系 R 和 S 的笛卡爾積中，選取第 2 個(gè)屬性值與第 4 個(gè)屬性值相等，或者 第 3 個(gè)屬性值與第 4 個(gè)屬性值相等的那些元組，再取第 1 列和第 5 列組成新的關(guān)系。 與（RS）等價(jià)的元組表達(dá)式是： t | (u) (v) (R(u) S(v) t1=u1 t2=u2 t3=u3 t4=v1 t5=v2 ) 與 2

40、=4 3=4（RS）等價(jià)的元組表達(dá)式是： t | (u) (v) (R(u) S(v) t1=u1 t2=u2 t3=u3 t4=v1 t5=v2 (t2=t4 t3=t4) 與 1，5（2=4 3=4（RS）等價(jià)的元組表達(dá)式是： w | (t) (u) (v) (R(u) S(v) t1=u1 t2=u2 t3=u3 t4=v1 t5=v2 (t2=t4 t3=t4) w1=t1 w2=t5) 再對(duì)上述元組表達(dá)式化簡(jiǎn)（消去 t）可得： w | (u) (v) (R(u) S(v) (u2=v1 u3=v1) w1=u1 w2=v2) Bb2） ） 解： 1（2=17（R） RS 1（R）（S

41、2（S） 1（1=3 2=5 46（SRR） 2.16 設(shè)兩個(gè)關(guān)系 R (A，B )和 S (A，C )。用 null 表示空值，分別寫(xiě)出等價(jià)于下列表 達(dá)式的元組關(guān)系演算表達(dá)式： R S； R S； R S 。 解： R S： t | (u) (v) (R(u) S(v) u1=v1 t1=u1 t2=u2 t3=v2) (v) (u) (S(v) R(u) v1u1 t1=null t2=v1 t3=v2) R S: t | (u) (v) (R(u) S(v) u1=v1 t1=u1 t2=u2 t3=v2) (u) (v) (R(u) S(v) u1v1 t1=u1 t2=u2 t3=n

42、ull) (v) (u) (S(v) R(u) v1u1 t1=null t2=v1 t3=v2) R S: t | (u) (v) (R(u) S(v) u1=v1 t1=u1 t2=u2 t3=v2) (u) (v) (R(u) S(v) u1v1 t1=u1 t2=u2 t3=null) 2.17 設(shè)有三個(gè)關(guān)系： S（S#，SNAME，AGE，SEX) SC（S#，C#，CNAME） C（C#，CNAME，TEACHER） 試用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式表示下列查詢語(yǔ)句： 檢索 LIU 老師所授課程的課程號(hào)和課程名。 檢索年齡大于 23 歲的男學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。 檢索學(xué)號(hào)為 S3 學(xué)生所學(xué)課程的課程

43、名與任課教師名。 檢索至少選修 LIU 老師所授課程中一門(mén)課的女學(xué)生姓名。 檢索 WANG 同學(xué)不學(xué)的課程的課程號(hào)。 檢索至少選修兩門(mén)課的學(xué)生學(xué)號(hào)。 檢索全部學(xué)生都選修的課程的課程號(hào)與課程名。 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-15 檢索選修課程包含 LIU 老師所授全部課程的學(xué)生學(xué)號(hào)。 解：C#，CNAME（TNAME=LIU（C） S#，SNAME（AGE23 SEX=M（SC） CNAME，TNAME（S#=S3（SCC） SNAME（SEX=F TNAME=LIU（SSCC） C#（C）C#（SNAME=WANG（SSC） 1（1=4 25（SCSC） C#，

44、CNAME（C（S#，C#（SC）S#（S） S#，C#（SC）C#（TNAME=LIU（C） 2.18 試用元組表達(dá)式表示第 2.17 題中各個(gè)查詢語(yǔ)句。 解： t | (u) (C(u) u3=LIU t1=u1 t2=u2) t | (u) (S(u) u323 u4=M t1=u1 t2=u2) t | (u) (v) (SC(u) C(v) u1=S3 u2=v1 t1=v2 t2=v3) （此處自然聯(lián)接條件 u2=v1不要遺漏） t | (u) (v) (w) (S(u) SC(v) C(w) w3=LIU u4=F u1=v1 v2=w1 t1=u2) （此處自然聯(lián)接條件 u1=

45、v1和 v2=w1不要遺漏） t | (u) (v) (w) (C(u) S(v) SC(w) v2=WANG (w1=v1 = w2u1) t1=u1) 其意思是：在關(guān)系 C 中存在一門(mén)課程，在關(guān)系 S 中存在一個(gè) WANG 同學(xué)，在關(guān)系 SC 中要求不存在 WANG 同學(xué)學(xué)這門(mén)課程的元組。也就是要求在關(guān)系 SC 中，WANG 同學(xué)學(xué) 的課程都不是這門(mén)課程（因此在元組表達(dá)式中要求全稱量詞）。 t | (u) (v) (SC(u) SC(v) u1=v1 u2v2 t1=u1) t | (u) (v) (w) (C(u) S(v) SC(w) w2=u1 w1=v1 t1=u1 t2=u2)

46、其意思是：在關(guān)系 C 中找一課程號(hào)，對(duì)于關(guān)系 S 中每一個(gè)學(xué)生，都應(yīng)該學(xué)這門(mén)課（即 在關(guān)系 SC 中存在這個(gè)學(xué)生選修這門(mén)課的元組）。 t | (u) (SC(u) (v) (C(v) (v3=LIU = (w) (SC(w) w1=u1 w2=v1) t1=u1) 其意思是：在關(guān)系 SC 中找一個(gè)學(xué)號(hào)，對(duì)于關(guān)系 C 中 LIU 老師的每一門(mén)課，這個(gè)學(xué)生 都學(xué)了（即在關(guān)系 SC 中存在這個(gè)學(xué)生選修這門(mén)課的元組）。 由于在括號(hào)中出現(xiàn)“=”符號(hào)（包含有“”的語(yǔ)義），因此括號(hào)中的量詞（w）就 不能隨意往左邊提了。 2.19 試用域表達(dá)式表示第 2.17 題的各個(gè)查詢語(yǔ)句。 解： t1 t2 | (u1

47、 u2 u3) (C(u1 u2 u3) u3=LIU t1=u1 t2=u2) 再簡(jiǎn)化成： t1 t2 | C(t1 t2 LIU) 此處(u1 u2 u3)是(u1) (u2) (u3) 的簡(jiǎn)寫(xiě)，下同。 t1 t2 | (u1 u2 u3 u4) (S(u1 u2 u3 u4) u323 u4=M t1=u1 t2=u2) 再簡(jiǎn)化成： t1 t2 | (u3) (S(t1 t2 u3 M) u323)（以下各題的化簡(jiǎn)略） t1 t2 | (u1 u2 u3) (v1 v2 v3) (SC(u1 u2 u3) C(v1 v2 v3) u1=s3 u2= v1 (2003/7/1) （高教-答

48、案，第 1、2 章） 01-16 t1=v2 t2=v3) t1 | (u1 u2 u3 u4) (v1 v2 v3) (w1 w2 w3) (S(u1 u2 u3 u4) SC(v1 v2 v3) C(w1 w2 w3) w3=LIU u4=F u1=v1 v2=w1 t2=u2) （題的域表達(dá)式，讀者可以很容易寫(xiě)出，此處略） 2.20 設(shè)關(guān)系 R 和 S 的屬性集相同，W 是 R 的屬性集的子集，試說(shuō)明下列等式是否成立， 并指出它們的正確表示： W(RS) =W(R)W(S) W(RS) =W(R)W(S) W(RS) =W(R)W(S) 答： W(RS) =W(R)W(S)是一個(gè)錯(cuò)誤的式

49、子。 譬如 R 只有一個(gè)元組（1，2，3） ，S 只有一個(gè)元組（1，2，4） ，W 為 R、S 中前兩個(gè)屬 性。顯然 R 和 S 不滿足上式。正確的式子應(yīng)該是 W(RS) =W(R)S。 W(RS) =W(R)W(S)是一個(gè)錯(cuò)誤的式子。 譬如 R 只有一個(gè)元組（1，2，3） ，S 只有一個(gè)元組（1，2，4） ，W 為 R、S 中前兩個(gè)屬 性。顯然 R 和 S 不滿足上式。此時(shí)不可以把 操作往里移。 W(RS) =W(R)W(S)是一個(gè)正確的式子。 2.21 在教學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系 S、SC、C 中，用戶有一查詢語(yǔ)句：檢索女同學(xué)選修課程的 課程名和任課教師名。 試寫(xiě)出該查詢的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式。 畫(huà)出查

50、詢表達(dá)式的語(yǔ)法樹(shù)。 使用啟發(fā)式優(yōu)化算法，對(duì)語(yǔ)法樹(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并畫(huà)出優(yōu)化后的語(yǔ)法樹(shù)。 解： 關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為： CNAME，TEACHER（SEX=F（SSCC） 上述關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的語(yǔ)法樹(shù)如圖 2.2 所示。 圖 2.2 上述的關(guān)系代數(shù)表達(dá)式為： SSC CNAME，TEACH E SEX=F C (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-17 CNAME，TEACHER（SEX=F（L（S.S#=SC.S# SC.C#=C.C#（SSC）C） 此處 L 為 S、SC、C 中全部屬性（公共屬性只取一次）。 設(shè) L1=S#（SEX=F（S） L2=S#,C#（SC） 則優(yōu)化的關(guān)系

51、代數(shù)表達(dá)式為： CNAME，TEACHER（SC.C#=C.C#（SC.C#（S.S#=SC.S#（L1L2）C） 優(yōu)化后的語(yǔ)法樹(shù)如圖 2.3 所示。 圖 2.3 2.22 為什么要對(duì)關(guān)系代數(shù)表達(dá)式進(jìn)行優(yōu)化？有哪三條啟發(fā)式規(guī)則？對(duì)優(yōu)化起什么作用？ 答：關(guān)系代數(shù)表達(dá)式由關(guān)系代數(shù)操作組合而成。操作中，以笛卡爾積和聯(lián)接操作最費(fèi) 時(shí)，并生成大量的中間結(jié)果。如果直接按表達(dá)式書(shū)寫(xiě)的順序執(zhí)行，必將花費(fèi)很多時(shí)間，并 生成大量的中間結(jié)果，效率較低。在執(zhí)行前，由 DBMS 的查詢子系統(tǒng)先對(duì)關(guān)系代數(shù)表達(dá)式 進(jìn)行優(yōu)化，盡可能先執(zhí)行選擇和投影操作，以便減少中間結(jié)果，并節(jié)省時(shí)間。 優(yōu)化工作是由 DBMS 做的，用戶書(shū)寫(xiě)時(shí)

52、不必關(guān)心優(yōu)化一事，仍以簡(jiǎn)練的形式書(shū)寫(xiě)。 三條啟發(fā)式規(guī)則是：盡可能早執(zhí)行選擇操作；盡可能早執(zhí)行投影操作；把笛卡爾積與 CNAME，TEACHER SC.C#=C.C# SC.C# S.S#=SC.S# C S S# SEX=F SC S#，C# (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-18 附近的一連串選擇和投影合并起來(lái)做。 使用這三條規(guī)則，可以使計(jì)算時(shí)盡可能減少中間關(guān)系的數(shù)據(jù)量。 2.23 試解釋關(guān)系邏輯中的名詞: 謂詞：在關(guān)系邏輯中，每一個(gè)謂詞符號(hào)表示了一個(gè)關(guān)系，但在規(guī)則中謂詞符號(hào)類似 于關(guān)系演算中的公式。 外延謂詞：其關(guān)系存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的謂詞稱為“外延謂詞” 。 內(nèi)涵謂

53、詞：由邏輯規(guī)則定義的謂詞稱為“內(nèi)涵謂詞” 。 外延數(shù)據(jù)庫(kù)：用“外延數(shù)據(jù)庫(kù)”的縮寫(xiě) EDB 來(lái)引用外延謂詞或相應(yīng)關(guān)系。 內(nèi)涵數(shù)據(jù)庫(kù)：用“內(nèi)涵數(shù)據(jù)庫(kù)”的縮寫(xiě) IDB 來(lái)引用內(nèi)涵謂詞或相應(yīng)關(guān)系。 原子：關(guān)系邏輯中的基本成分，稱為原子。原子有關(guān)系原子和算術(shù)原子兩種。 關(guān)系原子：關(guān)系原子是一個(gè)謂詞符號(hào)，帶一個(gè)參數(shù)表，每個(gè)參數(shù)可以是變量或常量。 用大寫(xiě)字母表示謂詞符號(hào)，用小寫(xiě)字母表示變量，常量用引號(hào)括起來(lái)。 算術(shù)原子：算術(shù)原子是算術(shù)比較表達(dá)式。 規(guī)則：規(guī)則是形為 WP1P2Pn的式子，規(guī)則有三部分組成： 一個(gè)稱為頭部（head）的關(guān)系原子； 符號(hào)“” ，通常讀作“if” ； 包括一個(gè)或多個(gè)原子的體（bod

54、y） ，稱為子目標(biāo)（subgoal） ，它可能是關(guān)系原子， 也可能是算術(shù)原子。各子目標(biāo)用“與”運(yùn)算符 連接，并且子目標(biāo)前面可以有“非”運(yùn) 算符，也可以沒(méi)有。 查詢：關(guān)系邏輯中的查詢是一個(gè)或多個(gè)規(guī)則的聚集，規(guī)則之間的順序無(wú)關(guān)緊要。 2.24 假設(shè) R（A，B，C） ，S（A，B，C）和 T（A，B，C）為三個(gè)關(guān)系。試對(duì)下列關(guān)系代 數(shù)表達(dá)式寫(xiě)出關(guān)系邏輯的規(guī)則或規(guī)則集： RS RS RS（RS）T （RS）（RT） a，b(R) 解: RS:W(a，b，c)R(a，b，c) W(a，b，c)S(a，b，c) RS: W(a，b，c)R(a，b，c) S(a，b，c) RS: W(a，b，c)R(a，

55、b，c) S(a，b，c) （RS）T: W(a，b，c)R(a，b，c) T(a，b，c) W(a，b，c)S(a，b，c) T(a，b，c) （RS）（RT）: W(a，b，c)R(a，b，c) S(a，b，c) T(a，b，c) a，b(R): W(a，b)R(a，b，c) 2.25 假設(shè) R（X，Y，Z）為一個(gè)關(guān)系，試寫(xiě)出下列關(guān)系代數(shù)表達(dá)式 F(R)的關(guān)系邏輯 規(guī)則。其中 F 為以下條件： x = y xy yz xy yz (xy) (xy) yz) (xy xz) yz) 解: F 為 x = y，此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： W(x，y，z)R(x，y，z) x=y F 為 xy yz，

56、此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： W(x，y，z)R(x，y，z) xy yz F 為 xy yz，此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： (2003/7/1) （高教-答案，第 1、2 章） 01-19 W(x，y，z)R(x，y，z) xy W(x，y，z)R(x，y，z) yz F 為(xy)，即 xy xy，也就是 x=y,此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： W(x，y，z)R(x，y，z) x=y F 為(xy) yz)，即（xy xy） yz，即 x=y yz， 此時(shí)關(guān)系選擇規(guī)則為： W(x，y，z)R(x，y，z) x=y W(x，y，z)R(x，y，z) yz F 為(xy xz) yz) ，即（xy xz） yz，此時(shí)

57、關(guān)系選擇規(guī) 則為： W(x，y，z)R(x，y，z) xy xz W(x，y，z)R(x，y，z) yz 2.26 假設(shè) R（A，B，C） ，S（B，C，D）和 T（D，E）為三個(gè)關(guān)系。對(duì)每個(gè)自然聯(lián)接寫(xiě) 出單一的規(guī)則： R S S T （R S） T 解: R S: W（a，b，c，d） R（a，b，c） S（b，c，d） S T: W（b，c，d，e） R（b，c，d） S（d，e） （R S） T W（a，b，c，d，e） R（a，b，c） S（b，c，d） T（d，e） 2.27 對(duì)下列每個(gè)規(guī)則，寫(xiě)出關(guān)系代數(shù)表達(dá)式來(lái)定義與規(guī)則頭部相同的關(guān)系： W（x，y） Q（x，z） R（z，y） W

58、（x，y） Q（x，z） Q（z，y） W（x，y） Q（x，z） R（z，y） xy 解: 1,4（2=3（QR） 1,4（2=3（QQ） 1,4（2=3 123 檢索學(xué)號(hào)為 S3 學(xué)生所學(xué)課程的課程名與任課教師名。 W（a，b） SC（S3，e，f） C（e，a，b） 檢索至少選修 LIU 老師所授課程中一門(mén)課的女學(xué)生姓名。 W（f） S（e，f，g，F(xiàn)） SC（e，h，i） C（h，j,LIU） 檢索 WANG 同學(xué)不學(xué)的課程的課程號(hào)。 W（a） C（a，b，d） S（e，WANG,f，g） SC（e，a，h） 檢索至少選修兩門(mén)課的學(xué)生學(xué)號(hào)。 (2003/7/1) （高教-答案，第 1、

59、2 章） 01-20 W（a） SC（a，e，f） SC（a，g，h） eg 檢索全部學(xué)生都選修的課程的課程號(hào)與課程名。 W（a,b） C（a，b，e） S（f，g，h，i） SC（f，a，j） 檢索選修課程包含 LIU 老師所授全部課程的學(xué)生學(xué)號(hào)。 W（a） SC（a，b，e） C（f，g，LIU） SC（a，f，h） 2.29 試撰寫(xiě)短文，對(duì)關(guān)系運(yùn)算的三種形式作一評(píng)估。 答：短文應(yīng)提到以下幾點(diǎn)： （1）三種關(guān)系運(yùn)算的理論基礎(chǔ)。 （2）三種關(guān)系運(yùn)算的等價(jià)性。 關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算在關(guān)系代數(shù)的五個(gè)基本操作的基礎(chǔ)上是等價(jià)的。 關(guān)系代數(shù)和關(guān)系邏輯在表達(dá)功能方面不相適應(yīng)，每個(gè)都能表達(dá)另一個(gè)不能表達(dá)的內(nèi)

60、 容。在作了嚴(yán)格的限制后，才能等價(jià)。但關(guān)系邏輯比關(guān)系代數(shù)更富于表現(xiàn)力。 （3）三種關(guān)系運(yùn)算非過(guò)程性的強(qiáng)弱不一樣。 2.3 自測(cè)題 2.3.1 填空題 1關(guān)系中沒(méi)有行序的原因是_。 2. 3關(guān)系模型的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是_，其數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)時(shí)的基本組織方式是 _。 4實(shí)體完整性規(guī)則是對(duì)_的約束，參照完整性規(guī)則是對(duì)_的約束。 5關(guān)系代數(shù)的理論基礎(chǔ)是_，關(guān)系演算的理論基礎(chǔ)是_，關(guān)系邏輯的 理論基礎(chǔ)是_。 6關(guān)系代數(shù)的基本操作是_。 7安全運(yùn)算是指不產(chǎn)生_和_的運(yùn)算。 8等式 R S = RS 成立的條件是_。 9關(guān)系的并、差、交操作，要求兩個(gè)關(guān)系具有_。 10一般，在關(guān)系代數(shù)運(yùn)算中，當(dāng)查詢涉及到“否定”時(shí)，就